KR101978012B1 - Fuel injection system - Google Patents
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Abstract
각 실린더를 위한 2 개의 분사 밸브 (4, 5), 스위치 밸브 (12) 및 제어 밸브 (19) 를 포함하는 연료 분사 장치 (1). 스위치 밸브 (12) 는, 상기 제어 밸브 (19) 와 제 1 연료 분사 밸브 (4) 사이의 유동 연통은 개방되고 제어 밸브 (19) 와 제 2 연료 분사 밸브 (5) 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 1 위치, 및 제어 밸브 (19) 와 제 2 연료 분사 밸브 (5) 사이의 유동 연통은 개방되고 제어 밸브 (19) 와 제 1 연료 분사 밸브 (4) 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 2 위치를 갖는다. 제어 밸브 (19) 는, 축압기 (6) 와 스위치 밸브 (12) 사이의 유동 연통은 개방되고 드레인 라인 (20) 과 스위치 밸브 (12) 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 1 위치, 및 드레인 라인 (20) 과 스위치 밸브 (12) 사이의 유동 연통은 개방되고 축압기 (6) 와 스위치 밸브 (12) 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 2 위치를 갖는다.A fuel injector (1) comprising two injection valves (4, 5), a switch valve (12) and a control valve (19) for each cylinder. The switch valve 12 is configured such that the flow communication between the control valve 19 and the first fuel injection valve 4 is opened and the flow communication between the control valve 19 and the second fuel injection valve 5 is closed. The first position and the second position in which the flow communication between the control valve 19 and the second fuel injection valve 5 is opened and the flow communication between the control valve 19 and the first fuel injection valve 4 is closed. Has The control valve 19 has a first position in which the flow communication between the accumulator 6 and the switch valve 12 is opened and the flow communication between the drain line 20 and the switch valve 12 is closed, and the drain line. The flow communication between the 20 and the switch valve 12 is open and the flow communication between the accumulator 6 and the switch valve 12 has a second position to be closed.
Description
본 발명은 왕복 기관용의 연료 분사 장치(system)에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel injection system for a reciprocating engine.
선박이나 발전소에서 사용되는 것과 같은 대형 왕복 기관에서, 낮은 부하에서의 매연 형성이 통상적인 문제이다. 상기 기관의 연료 분사기는 최대 부하에서의 작동에 필요한 연료량을 전달할 수 있어야 한다. 대형 내연 기관은 최대 출력 또는 최대 출력 근방에서 신뢰성 있게 그리고 효율적으로 운전될 필요가 있으므로, 분사기는 통상적으로 높은 부하에 대해 최적화된다. 이는, 분사기가 낮은 부하에서 최적으로 작동하지 않고 매연이 형성된다는 것을 의미할 수 있다. 낮은 부하에서의 분사기 성능이 향상되면, 통상적으로 높은 부하에서의 연료 소비가 더 많아진다.In large reciprocating engines such as those used in ships or power plants, soot formation at low loads is a common problem. The engine's fuel injectors should be able to deliver the amount of fuel required for operation at full load. Since large internal combustion engines need to be operated reliably and efficiently at or near full power, injectors are typically optimized for high loads. This may mean that the injector does not operate optimally at low loads and soot is formed. Improved injector performance at low loads typically results in higher fuel consumption at high loads.
본 발명의 목적은 왕복 기관용의 향상된 연료 분사 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an improved fuel injection device for a reciprocating engine.
본 발명에 따르면, 이 목적은 청구항 1 에 따른 연료 분사 장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명에 따른 연료 분사 장치는 고압 연료 펌프 및 기관의 각 실린더를 위한 연료 분사 유닛을 포함한다. 연료 분사 유닛은 실린더에 연료를 분사하기 위한 제 1 연료 분사 밸브와 제 2 연료 분사 밸브, 고압 연료 펌프로부터 연료를 수용하기 위한 축압기, 및 드레인 라인을 포함한다. 연료 분사 유닛은 스위치 밸브 및 제어 밸브를 구비하고, 상기 스위치 밸브와 상기 제어 밸브는 서로 유동 연통 (flow communication) 하게 배치된다. 스위치 밸브는, 제어 밸브와 제 1 연료 분사 밸브 사이의 유동 연통은 개방되고 제어 밸브와 제 2 연료 분사 밸브 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 1 위치, 및 제어 밸브와 제 2 연료 분사 밸브 사이의 유동 연통은 개방되고 제어 밸브와 제 1 연료 분사 밸브 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 2 위치를 갖는다. 제어 밸브는, 축압기와 스위치 밸브 사이의 유동 연통은 개방되고 드레인 라인과 스위치 밸브 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 1 위치, 및 드레인 라인과 스위치 밸브 사이의 유동 연통은 개방되고 축압기와 스위치 밸브 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 2 위치를 갖는다.According to the invention, this object can be achieved by a fuel injection device according to
본 발명에 따른 연료 분사 장치에 의하면, 기관의 상이한 작동 조건을 위해 적절한 연료 분사 노즐을 선택할 수 있다. 그 결과, 기관의 연료 소비를 줄일 수 있는 동시에, 더 낮은 NOx, CO 와 탄화수소 배출 및 더 낮은 매연 형성을 달성할 수 있다. 부가적으로, 본 발명에 따른 연료 분사 장치는 기관의 전체 작동 범위에 걸친 분사 타이밍의 제어에 넓은 유연성을 제공한다. 분사 타이밍의 빠르고 유연한 제어에 의해, 분사 장치 디자인, 기관 자동화 및 비용에 대한 매우 낮은 영향으로 정확한 연료 분사 속도 셰이핑 (shaping) 및 낮은 배출 레벨과 연료 소비 요건이 달성될 수 있다.With the fuel injection device according to the invention, it is possible to select an appropriate fuel injection nozzle for different operating conditions of the engine. As a result, it is possible to reduce the fuel consumption of the engine and at the same time achieve lower NOx, CO and hydrocarbon emissions and lower soot formation. In addition, the fuel injection device according to the present invention provides wide flexibility in the control of injection timing over the entire operating range of the engine. By fast and flexible control of injection timing, accurate fuel injection speed shaping and low emission levels and fuel consumption requirements can be achieved with very low impact on injector design, engine automation and cost.
이하에서, 첨부 도면을 참조하여 예로써 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연료 분사 장치를 개략적으로 보여준다.
도 2 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 연료 분사 장치를 개략적으로 보여준다.1 schematically shows a fuel injection device according to an embodiment of the invention.
2 schematically shows a fuel injection device according to another embodiment of the invention.
도 1 은 여러 개의 실린더 (2) 를 갖는 왕복 기관을 위한 연료 분사 장치 (1) 를 보여준다. 왕복 기관은 대형 디젤 기관일 수 있다. 여기서 대형 왕복 기관은 예컨대 열 및/또는 전기의 생성을 위해 선박이나 발전소의 주기관 및 보조기관으로서 사용될 수 있는 기관을 가리킨다. 기관은 오로지, 중질 연료유 또는 디젤과 같은 액체 연료에 의해서만 작동될 수 있다. 대안적으로, 기관은 천연가스와 같은 기체성 연료에 의해서도 또한 작동될 수 있는 이른바 듀얼 연료 기관일 수 있다. 기관이 가스에 의해 작동되는 때, 소량의 액체 연료가 파일럿 연료로서 이용된다. 가스는 파일럿 연료 후에 기관 실린더 내로 분사되고, 파일럿 연료 분사로부터 화염에 의해 점화된다.1 shows a
연료 분사 장치 (1) 는 연료 탱크 (7) 와 같은 연료 소스, 저압 연료 펌프 (8) 및 고압 연료 펌프 (9) 를 포함한다. 연료 분사 장치 (1) 는 각 실린더 (2) 를 위한 개별 연료 분사 유닛 (3) 을 더 포함한다. 연료 분사 유닛 (3) 은 실린더 (2) 에 연료를 분사하기 위한 제 1 연료 분사 밸브 (4) 및 제 2 연료 분사 밸브 (5) 를 포함한다. 제 1 연료 분사 밸브 (4) 의 연료 분사 용량은 제 2 연료 분사 밸브 (5) 의 연료 분사 용량보다 더 크다. 따라서, 제 1 연료 분사 밸브 (4) 는 다량의 연료를 분사하는데 사용될 수 있고, 제 2 연료 분사 밸브 (5) 는 더 적은 양의 연료를 분사하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 제 1 연료 분사 밸브 (4) 는 기관 부하가 미리 결정된 부하 레벨, 예컨대 최대 부하의 30% 보다 클 때 사용될 수 있고, 제 2 연료 분사 밸브 (5) 는 더 낮은 기관 부하를 위해 사용될 수 있다. 부가적으로, 사전분사, 주 분사 및 후분사를 위해 상이한 연료 분사 밸브 (4, 5) 가 사용될 수 있다. 예컨대, 제 2 연료 분사 밸브 (5) 는 사전분사 및/또는 후분사를 위해 사용될 수 있고, 제 2 연료 분사 밸브 (4) 는 주 분사를 위해 사용될 수 있다. 듀얼 연료 기관에 있어서, 제 1 분사 밸브 (4) 는 액체 파일럿 연료의 분사를 위해 사용될 수 있다. 연료 분사 유닛 (3) 은 기관의 실린더 헤드에 설치될 수 있다.The
연료 분사 유닛 (3) 은 고압 펌프 (9) 로부터 연료를 수용하기 위한 축압기 (6) 를 포함한다. 축압기 (6) 는 고압 펌프 (9) 에 의해 가압된 연료를 또한 저장한다. 부가적으로, 축압기 (6) 는 연료 분사 장치 (1) 에서의 연료 압력 펄스를 감쇠시킨다. 축압기 (6) 는 기관의 실린더 헤드에 설치될 수 있다. 고압 펌프 (9) 는 고압 파이핑 (11) 에 의해 연료 분사 유닛 (3) 의 축압기 (6) 에 연결된다.The
연료 분사 유닛 (3) 은 축압기 (6) 로부터 연료 분사 밸브 (4, 5) 를 향해 연장되는 연료 라인 (10) 을 포함한다. 연료 분사 장치 (1) 는 드레인 라인 (20) 을 더 포함하고, 이 드레인 라인은 연료 탱크 (7) 와 유동 연통한다. 드레인 라인 (20) 및 연료 탱크 (7) 내의 연료 압력은 축압기 (6) 내의 압력보다 더 낮다.The
제 1 연료 분사 밸브 (4) 는, 분사 전의 연료를 저장하기 위한 제 1 연료 챔버 (13), 제 1 분사 노즐 (14), 및 제 1 연료 챔버 (13) 와 제 1 분사 노즐 (14) 사이의 유동 연통을 개폐하기 위한 제 1 분사기 니들 (16) 을 포함한다. 제 1 연료 분사 밸브 (4) 는 제 1 공급 라인 (17) 을 또한 구비하고, 이 제 1 공급 라인을 통해 제 1 연료 챔버 (13) 에 연료가 공급될 수 있다. 제 1 연료 분사 밸브 (4) 는 제 1 스프링 (18) 을 포함하고, 이 제 1 스프링은 폐쇄 위치를 향해 제 1 분사기 니들 (16) 에 힘을 가한다(urge). 제 1 연료 챔버 (13) 내의 연료 압력에 의해 야기되는 힘이 개방 위치를 향해 제 1 분사기 니들 (16) 에 힘을 가한다.The first
상응하게, 제 2 연료 분사 밸브 (5) 는, 분사 전의 연료를 저장하기 위한 제 2 연료 챔버 (13'), 제 2 분사 노즐 (14'), 및 제 2 연료 챔버 (13') 와 제 2 분사 노즐 (14') 사이의 유동 연통을 개폐하기 위한 제 2 분사기 니들 (16') 을 포함한다. 제 2 연료 분사 밸브 (5) 는 제 2 공급 라인 (17') 을 구비하고, 이 제 2 공급 라인을 통해 제 2 연료 챔버 (13') 에 연료가 공급될 수 있다. 제 2 연료 분사 밸브 (5) 는 제 2 스프링 (18') 을 포함하고, 이 제 2 스프링은 폐쇄 위치를 향해 제 2 분사기 니들 (16') 에 힘을 가한다. 제 2 연료 챔버 (13') 내의 연료 압력에 의해 야기되는 힘이 개방 위치를 향해 제 2 분사기 니들 (16') 에 힘을 가한다.Correspondingly, the second
실린더 (2) 에 연료가 분사되는 연료 분사 밸브 (4, 5) 의 선택을 위해, 연료 분사 유닛 (3) 에는 스위치 밸브 (12) 가 제공된다. 연료 분사 타이밍 및/또는 지속시간의 조절을 위해, 연료 분사 유닛 (3) 에 제어 밸브 (19) 가 제공되고, 이 제어 밸브는 스위치 밸브 (12) 와 유동 연통한다. 스위치 밸브 (12) 및 제어 밸브 (19) 는 축압기 (6) 로부터 배출되는 연료가 먼저 스위치 밸브 (12) 를 통해 유동한 후 제어 밸브 (19) 를 통해 유동하도록 설치된다.For the selection of the
스위치 밸브 (12) 는, 제어 밸브 (19) 와 제 1 분사 밸브 (4) 사이의 유동 연통은 개방되고 제어 밸브 (19) 와 제 2 분사 밸브 (5) 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 1 위치를 갖는다. 부가적으로, 스위치 밸브 (12) 는 제어 밸브 (19) 와 제 2 분사 밸브 (5) 사이의 유동 연통은 개방되고 제어 밸브 (19) 와 제 1 분사 밸브 (4) 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 2 위치를 갖는다. 상기 도면에는, 제 2 위치에 있는 스위치 밸브 (12) 가 도시되어 있다.The
제어 밸브 (19) 는, 축압기 (6) 와 스위치 밸브 (12) 사이의 유동 연통은 개방되고 드레인 라인 (20) 과 스위치 밸브 (12) 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 1 위치를 갖는다. 부가적으로, 제어 밸브 (19) 는, 드레인 라인 (20) 과 스위치 밸브 (12) 사이의 유동 연통은 개방되고 축압기 (6) 와 스위치 밸브 (12) 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 2 위치를 갖는다. 상기 도면에는, 제 2 위치에 있는 제어 밸브 (19) 가 도시되어 있다.The
밸브 위치의 선택을 위해, 스위치 밸브 (12) 및 제어 밸브 (19) 에 액추에이터가 제공된다. 도면의 실시형태에서, 액추에이터는 전기 기계식 액추에이터이다. 그렇지만, 예컨대 기계식 또는 유압식 액추에이터와 같은 다른 타입의 액추에이터도 또한 사용될 수 있다.For the selection of the valve position, an actuator is provided in the
스위치 밸브 (12) 는 3 개의 포트와 2 개의 위치를 갖는 3/2 밸브이다. 스위치 밸브 (12) 의 제 1 포트는 제 1 연료 분사 밸브 (4) 와, 제 2 포트는 제 2 연료 분사 밸브 (5) 와, 그리고 제 3 포트는 제어 밸브 (19) (제어 밸브 (19) 의 제 3 포트) 와 유동 연통한다.The
또한, 제어 밸브 (19) 는 3 개의 포트와 2 개의 위치를 갖는 3/2 밸브이다. 제어 밸브 (19) 의 제 1 포트는 드레인 라인 (20) 과, 제 2 포트는 축압기 (6) 와, 그리고 제 3 포트는 스위치 밸브 (12) (스위치 밸브 (12) 의 제 3 포트) 와 유동 연통한다.The
기관이 운전되는 때, 연료는 저압 펌프 (8) 에 의해 연료 탱크 (7) 로부터 고압 펌프 (9) 내로 펌핑된다. 고압 펌프 (9) 는 충분한 분사 압력이 획득될 수 있는 레벨까지 연료 압력을 증가시킨다. 고압 펌프 (9) 로부터, 연료는 고압 파이핑 (11) 을 통해 각 연료 분사 유닛 (3) 의 축압기 (6) 내로 유동한다.When the engine is running, fuel is pumped from the
연료 분사를 개시하기 위해, 제어 밸브 (19) 는, 제어 밸브 (19) 가 축압기 (6) 와 스위치 밸브 (12) 사이의 유동 연통을 개방하는 제 1 위치로 이동된다. 스위치 밸브 (12) 의 위치에 따라, 연료는 스위치 밸브 (12) 로부터 제 1 분사 밸브 (4) 내로 또는 제 2 분사 밸브 (5) 내로 유동할 수 있다.To start fuel injection, the
스위치 밸브 (12) 의 제 1 위치에서, 스위치 밸브 (12) 및 제 1 공급 라인 (17) 을 통한 제 1 연료 챔버 (13) 내로의 연료 유동이 허용된다. 제 1 연료 챔버 (13) 내의 연료 압력이 증가하고, 제 1 연료 챔버 (13) 내의 압력이 충분히 높은 때에, 연료 압력에 의해 야기되는 힘이 제 1 스프링 (18) 의 힘에 대항하여 개방 위치를 향해 제 1 분사기 니들 (16) 에 힘을 가한다. 제 1 분사기 니들 (16) 은 그의 시트로부터 들어 올려지고, 제 1 분사 노즐 (14) 을 통해 실린더 (2) 내로 연료가 분사된다.In the first position of the
스위치 밸브 (12) 의 제 2 위치에서, 스위치 밸브 (12) 및 제 2 공급 라인 (17') 을 통한 제 2 연료 챔버 (13') 내로의 연료 유동이 허용된다. 제 2 연료 챔버 (13') 내의 연료 압력이 증가하고, 제 2 연료 챔버 (13') 내의 압력이 충분히 높은 때에, 연료 압력에 의해 야기되는 힘이 제 2 스프링 (18') 의 힘에 대항하여 개방 위치를 향해 제 2 분사기 니들 (16') 에 힘을 가한다. 제 2 분사기 니들 (16') 은 그의 시트로부터 들어 올려지고, 제 2 분사 노즐 (14') 을 통해 실린더 (2) 내로 연료가 분사된다.In the second position of the
제 1 분사 밸브 (4) 로부터 연료 분사를 종료하기 위해, 제어 밸브 (19) 는 제 2 위치로 이동된다. 제 1 분사 밸브 (4) (제 1 연료 챔버 (13)) 및 드레인 라인 (20) 사이에 유동 연통이 개방된다. 그 결과, 제 1 연료 챔버 (13) 내의 연료 압력이 감소하고, 제 1 스프링 (18) 의 스프링 힘이 제 1 분사기 니들 (16) 에 그의 폐쇄 위치를 향해 힘을 가한다. 상응하게, 스위치 밸브 (12) 가 제 2 위치에 있고 제어 밸브 (19) 가 제 2 위치로 이동되면, 제 2 연료 챔버 (13) 와 드레인 라인 (20) 사이에 유동 연통이 개방된다. 그 결과, 제 2 연료 챔버 (13') 내의 연료 압력이 감소하고, 제 2 스프링 (18') 의 스프링 힘이 제 2 분사기 니들 (16') 에 그의 폐쇄 위치를 향해 힘을 가한다. 연료 분사 장치 (1) 는 전술한 것처럼 스위치 밸브 (12) 및 제어 밸브 (19) 를 작동시키도록 구성된 제어 유닛 (21) 을 더 포함한다.In order to end the fuel injection from the
도 2 는, 스위치 밸브 (12) 가 3 개의 포트와 3 개의 위치를 갖는 3/3 밸브인 연료 분사 장치 (1) 를 보여준다. 스위치 밸브 (12) 의 제 1 위치와 제 2 위치는 도 1 에 나타낸 스위치 밸브의 제 1 위치와 제 2 위치에 해당한다. 부가적으로, 스위치 밸브 (12) 는 제어 밸브 (19) 와 쌍방의 연료 분사 밸브 (5, 4) 사이의 유동 연통이 개방되는 제 3 위치를 갖는다. 도 2 에, 제 3 위치에 있는 스위치 밸브 (12) 가 도시되어 있다.2 shows a
스위치 밸브 (12) 의 제 3 위치 (및 제어 밸브 (19) 의 제 1 위치) 에서, 스위치 밸브 (12) 및 쌍방의 공급 라인 (17, 17') 을 통한 쌍방의 연료 챔버 (13, 13') 내로의 연료 유동이 허용된다. 쌍방의 연료 챔버 (13, 13') 내의 연료 압력이 증가하고, 연료 챔버 (13, 13') 내의 압력이 충분히 높은 때에, 연료 압력에 의해 야기되는 힘이 스프링 (18, 18') 의 힘에 대항하여 개방 위치를 향해 쌍방의 분사기 니들 (16, 16') 에 힘을 가한다. 쌍방의 분사기 니들 (16, 16') 은 그들의 시트로부터 들어 올려지고, 연료는 쌍방의 분사기 노즐 (14, 14') 을 통해 실린더 (2) 내로 분사된다.In the third position of the switch valve 12 (and the first position of the control valve 19), both
제 1 및 제 2 분사 밸브 (4, 5) 로부터 연료 분사를 종료하기 위해, 제어 밸브 (19) 는 제 2 위치로 이동된다. 제 1 연료 분사 밸브 (4) (제 1 연료 챔버 (13)) 로부터 드레인 라인 (20) 으로 그리고 제 2 연료 분사 밸브 (5) (제 2 연료 챔버 (13')) 로부터 드레인 라인 (20) 으로 유동 연통이 개방된다. 그 결과, 제 1 연료 챔버 (13) 및 제 2 연료 챔버 (13') 내의 연료 압력이 감소하고, 제 1 스프링 (18) 및 제 2 스프링 (18') 의 스프링 힘이 제 1 분사기 니들 (16) 및 제 2 분사기 니들 (16') 에 폐쇄 위치를 향해 힘을 가한다. 다른 측면에서는, 도 2 의 연료 분사 장치는 도 1 의 연료 분사 장치와 유사하다.In order to end the fuel injection from the first and
제 3 위치는 분사기 니들 (16, 16') 의 들러붙음 (sticking) 을 방지하기 위해 때때로 사용될 수 있다. 예컨대, 기관이 높은 부하에서 오랜 시간 동안 작동되는 때, 스위치 밸브 (12) 는 제 2 연료 분사 밸브 (5) 를 통해서도 연료 분사가 가능하도록 짧은 시간 동안 제 3 위치로 전환될 수 있다. 이러한 플러싱은 미리 결정된 일정에 따라 일어날 수 있다. 부가적으로, 스위치 밸브 (12) 의 제 3 위치는 동시에 쌍방의 연료 분사 밸브 (4, 5) 를 통한 연료 분사가 가능하도록 높은 기관 부하에서 사용될 수 있다.The third position can sometimes be used to prevent sticking of the injector needles 16, 16 ′. For example, when the engine is operated for a long time at high load, the
Claims (12)
상기 연료 분사 장치 (1) 는,
- 고압 연료 펌프 (9),
- 상기 기관의 각 실린더 (2) 를 위한 연료 분사 유닛 (3) 으로서, 상기 연료 분사 유닛 (3) 은 상기 실린더 (2) 에 연료를 분사하기 위한 제 1 연료 분사 밸브 (4) 와 제 2 연료 분사 밸브 (5), 상기 고압 연료 펌프 (9) 로부터 연료를 수용하기 위한 축압기 (6) 를 포함하는, 상기 연료 분사 유닛 (3), 및
- 드레인 라인 (20)
을 포함하고,
상기 연료 분사 유닛 (3) 은 스위치 밸브 (12) 및 제어 밸브 (19) 를 구비하고, 상기 스위치 밸브와 상기 제어 밸브는 서로 유동 연통 (flow communication) 하게 배치되어 있고,
상기 스위치 밸브 (12) 는, 상기 제어 밸브 (19) 와 상기 제 1 연료 분사 밸브 (4) 사이의 유동 연통은 개방되고 상기 제어 밸브 (19) 와 상기 제 2 연료 분사 밸브 (5) 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 1 위치, 및 상기 제어 밸브 (19) 와 상기 제 2 연료 분사 밸브 (5) 사이의 유동 연통은 개방되고 상기 제어 밸브 (19) 와 상기 제 1 연료 분사 밸브 (4) 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 2 위치를 갖고,
상기 제어 밸브 (19) 는, 상기 축압기 (6) 와 상기 스위치 밸브 (12) 사이의 유동 연통은 개방되고 상기 드레인 라인 (20) 과 상기 스위치 밸브 (12) 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 1 위치, 및 상기 드레인 라인 (20) 과 상기 스위치 밸브 (12) 사이의 유동 연통은 개방되고 상기 축압기 (6) 와 상기 스위치 밸브 (12) 사이의 유동 연통은 폐쇄되는 제 2 위치를 갖는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.As a fuel injector system 1 for a reciprocating engine,
The fuel injection device 1,
-High pressure fuel pump (9),
A fuel injection unit 3 for each cylinder 2 of the engine, the fuel injection unit 3 having a first fuel injection valve 4 and a second fuel for injecting fuel into the cylinder 2; The fuel injection unit 3, comprising an injection valve 5, an accumulator 6 for receiving fuel from the high pressure fuel pump 9, and
-Drain Line (20)
Including,
The fuel injection unit 3 has a switch valve 12 and a control valve 19, the switch valve and the control valve are arranged in flow communication with each other,
The switch valve 12 is configured such that the flow communication between the control valve 19 and the first fuel injection valve 4 is opened and flows between the control valve 19 and the second fuel injection valve 5. A first position in which communication is closed and a flow communication between the control valve 19 and the second fuel injection valve 5 is opened and between the control valve 19 and the first fuel injection valve 4 The flow communication has a second position that is closed,
The control valve 19 is a first in which the flow communication between the accumulator 6 and the switch valve 12 is opened and the flow communication between the drain line 20 and the switch valve 12 is closed. Position and a second position in which the flow communication between the drain line 20 and the switch valve 12 is opened and the flow communication between the accumulator 6 and the switch valve 12 is closed. Fuel injector.
상기 스위치 밸브 (12) 는 상기 제어 밸브 (19) 와 상기 제 1 연료 분사 밸브 (4) 및 상기 제 2 연료 분사밸브 (5) 쌍방 사이의 유동 연통이 개방되는 제 3 위치를 갖는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.The method of claim 1,
The switch valve 12 has a third position in which the flow communication between both the control valve 19 and the first fuel injection valve 4 and the second fuel injection valve 5 is opened. Fuel injector.
상기 제 1 연료 분사 밸브 (4) 의 연료 분사 용량 (fuel injection capacity) 이 상기 제 2 연료 분사 밸브 (5) 의 연료 분사 용량보다 더 큰 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.The method of claim 1,
A fuel injection device, characterized in that the fuel injection capacity of the first fuel injection valve (4) is greater than the fuel injection capacity of the second fuel injection valve (5).
상기 제 1 연료 분사 밸브 (4) 는, 분사 전의 연료를 저장하기 위한 제 1 연료 챔버 (13), 제 1 분사 노즐 (14), 및 상기 제 1 연료 챔버 (13) 와 상기 제 1 분사 노즐 (14) 사이의 유동 연통을 개폐하기 위한 제 1 분사기 니들 (16) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.The method of claim 1,
The first fuel injection valve 4 includes a first fuel chamber 13, a first injection nozzle 14, and the first fuel chamber 13 and the first injection nozzle () for storing fuel before injection. And a first injector needle (16) for opening and closing the flow communication therebetween.
상기 제 1 연료 분사 밸브 (4) 는 폐쇄 위치를 향해 상기 제 1 분사기 니들 (16) 에 힘을 가하는 (urge) 제 1 스프링 (18) 을 포함하고, 상기 제 1 연료 챔버 (13) 내의 연료 압력에 의해 야기되는 힘이 개방 위치를 향해 상기 제 1 분사기 니들 (16) 에 힘을 가하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.The method of claim 4, wherein
The first fuel injection valve 4 includes a first spring 18 that urges the first injector needle 16 toward the closed position and includes fuel pressure in the first fuel chamber 13. A force injecting device, characterized in that a force caused by the force exerts a force on the first injector needle (16) towards the open position.
상기 제 2 연료 분사 밸브 (5) 는, 분사 전의 연료를 저장하기 위한 제 2 연료 챔버 (13'), 제 2 분사 노즐 (14'), 및 상기 제 2 연료 챔버 (13') 와 상기 제 2 분사 노즐 (14') 사이의 유동 연통을 개폐하기 위한 제 2 분사기 니들 (16') 을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.The method according to claim 1 or 4,
The second fuel injection valve 5 includes a second fuel chamber 13 ', a second injection nozzle 14', and the second fuel chamber 13 'and the second for storing fuel before injection. And a second injector needle (16 ') for opening and closing the flow communication between the injection nozzles (14').
상기 제 2 연료 분사 밸브 (5) 는 폐쇄 위치를 향해 상기 제 2 분사기 니들 (16') 에 힘을 가하는 제 2 스프링 (18') 을 포함하고, 상기 제 2 연료 챔버 (13') 내의 연료 압력에 의해 야기되는 힘이 개방 위치를 향해 상기 제 2 분사기 니들 (16') 에 힘을 가하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.The method of claim 6,
The second fuel injection valve 5 includes a second spring 18 'forcing the second injector needle 16' towards the closed position, and fuel pressure in the second fuel chamber 13 '. A force injector, characterized in that the force caused by the force exerts a force on the second injector needle (16 ') towards the open position.
상기 스위치 밸브 (12) 는 3 개의 포트와 2 개의 위치를 갖는 3/2 밸브인 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.The method of claim 1,
The switch valve (12) is a fuel injector, characterized in that a 3/2 valve having three ports and two positions.
상기 스위치 밸브 (12) 는 3 개의 포트와 3 개의 위치를 갖는 3/3 밸브인 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.The method of claim 1,
The switch valve (12) is a fuel injection device, characterized in that a three-third valve having three ports and three positions.
상기 제어 밸브 (19) 는 3 개의 포트와 2 개의 위치를 갖는 3/2 밸브인 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.The method according to claim 1, 8 or 9,
Said control valve (19) is a fuel injector, characterized in that it is a 3/2 valve with three ports and two positions.
상기 스위치 밸브 (12) 의 제 1 포트는 상기 제 1 연료 분사 밸브 (4) 와, 제 2 포트는 상기 제 2 연료 분사 밸브 (5) 와, 그리고 제 3 포트는 상기 제어 밸브 (19) 와 유동 연통하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.The method according to claim 8 or 9,
A first port of the switch valve 12 flows with the first fuel injection valve 4, a second port flows with the second fuel injection valve 5, and a third port flows with the control valve 19. A fuel injection device characterized in that the communication.
상기 제어 밸브 (19) 의 제 1 포트는 상기 드레인 라인 (20) 과, 제 2 포트는 상기 축압기 (6) 와, 그리고 제 3 포트는 상기 스위치 밸브 (12) 와 유동 연통하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.The method of claim 10,
Characterized in that the first port of the control valve 19 is in flow communication with the drain line 20, the second port is with the accumulator 6, and the third port is in flow communication with the switch valve 12. Fuel injector.
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005026527A1 (en) | 2003-09-15 | 2005-03-24 | Robert Bosch Gmbh | Device for injecting fuel |
Family Cites Families (5)
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---|---|---|---|---|
DE2943896A1 (en) * | 1979-10-31 | 1981-05-14 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | FUEL INJECTION NOZZLE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES |
DE4115478C2 (en) * | 1990-05-17 | 1999-05-12 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Injection nozzle for an internal combustion engine |
JP2743636B2 (en) * | 1991-08-08 | 1998-04-22 | 松下電器産業株式会社 | Manufacturing method of button type air battery |
DE10040738B4 (en) * | 1999-08-19 | 2012-12-13 | Avl List Gmbh | Injection device for an internal combustion engine with an injection nozzle designed as a double needle nozzle |
DE102007053156A1 (en) * | 2007-11-08 | 2009-05-20 | Man Diesel Se | Fuel injection system |
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Patent Citations (1)
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